Ландшафты и агроценозы

Перевод растениеводства на ландшафтную основу связан с созданием агроэкосистем с оптимальной струк­турно-временной организацией, с многокомпонентными сообществами организмов, высокой стабильностью, опти­мальных в технологическом аспекте, и биологически обос­нованных.

Для этого по мнению А.Н. Тюриканова (1990 г.), необходима расшифровка механизмов управления биогео-

ценотическим процессом в природе, прогноз векторов и темпов этого процесса в разных зонах и формулировка предпосылок к созданию научной концепции ведения хо­зяйства на биогеоценотической основе.

Создание агроэкосистем, работающих с высоким ко­эффициентом отдачи и требуемой надежностью в открытой или замкнутой среде, станет возможным лишь после тща­тельного изучения механизмов биоэнергетического их ре­гулирования при экспериментальном и математическом моделировании частных и общих процессов.

Известно, что агро-, гидро-, урбано-, и др. экосисте­мы являются пространственными структурами, способны­ми к саморегулированию. Поэтому научное обозначение ландшафтных ячеек (сочетаний или комплексов экосистем) позволит эффективнее задействовать биоэнергетический синергизм оптимизированного взаимовлияния экосистем. Следовательно, весьма важно биологически обоснованное положение (место) вида культивируемых или естествен­ных растений в экосистеме, когда он не конкурирует с дру­гими видами за использование источника энергии, т.е. ис­пользует экологическую нишу. Дело в том, что агроэкоси-стемы это сложные, весьма разнообразные динамические структуры, элементами которых являются живые организ­мы (растения и их спутники), климат (солнечная радиация и влага), почва и др. К тому же из агроэкосистем отчужда­ется значительная часть биомассы и с нею —^: потенциаль­ная энергия, что снижает их буферные защитные спо­собности в холодные или засушливые годы.

Л.Г. Раменский (1952 г.) считает, что оценивая тер­риторию как местообитание, зная требовательность куль­тур к различным условиям и пределы их устойчивости, можно составить заключение о степени пригодности тер­ритории для этих культур.

11роблема оценки территории для с.-х. растений ба­зируется на выяснении соответствия ритма условий среды их морфолого-экологическим особенностям. По мнению Л.Г. Раменского (1952 г.), экология земель является произ­водной от экологии растений. При этом необходимо мак­симально обеспечить соответствие экологической специ­фики требованиям возделываемых с.-х. культур. Естест­венно, что урожайность сельскохозяйственных культур является обобщенным критерием определения оптималь­ности условий произрастания различных видов растений, сортов и гибридов.

И.И. Кармонов (1962 г.) предложил имперические формулы для нахождения оптимальных условий произраста­ния ряда с.-х. культур (зерновых, сахарной свеклы, подсол­нечника, многолетних и однолетних трав) при современном уровне интенсивности растениеводства. В основу расчетов положены суммарный показатель свойств, сумма температур выше 10°С, коэффициент увлажнения по Иванову, коэффици­ент континентальности и ряд пересчетных коэффициентов.

Влага — важнейший экологический фактор для оп­тимального роста, развития и продуктивности большин­ства с.-х. культур. Влажность почвы должна находиться в интервале 0,7-1,0 НВ.

Известно, что полевые культуры делятся на эуксе-рофиты, ксерофиты, ксеромезофиты, мезофиты и гигрофи­ты. Для Степи Украины наиболее предпочтительный путь ксерофитизации видового, сортового и гибридного спектра возделываемых растений. Не случайно Д.И. Шашко (1986 год) подчеркивает, что коэффициент биологической про­дуктивности с.-х. растений является функцией коэффици­ента увлажнения. Кстати, ученым разработан метод оценки климатических условий с учетом морфолого-биоло-гической специфики растений, основанный на расчете биоклиматического потенциала, количественно отражаю-

щего показатели тождественности климата и биологиче­ской продуктивности с.-х. культур. Заметим, что оценка плодородия почв теряет смысл без дифференциации их пригодности для конкретных с.-х. растений.

Экологические факторы оказывают значительное воздействие на организмы. Среди них выделяют:

— абиотические (физико-химические) — темпера­тура, свет, влага и т.д.;

— биотические — взаимодействие живых существ;

— антропогенные.

Стимулирующее биоэнергетическое воздействие экологического фактора называется зоной оптимума. Вы­деляется и зона угнетения (пессимума).

Величина зон оптимума и пессимума является по­казателем выносливости и пластичности растительного организма по отношению к определенному экологиче­скому фактору и называется экологической валентностью.

Обычно выделяют эври- (широко) и степо- (узко) приспособленные организмы к экологическим факторам.

Виды, которые в конкретных условиях среды могут в широких пределах адаптироваться к различным экологи­ческим факторам, называются эврибиотными, а те, для ко­торых необходимо ограниченно определенные условия жизнеобеспечения, — стенобиотными.

Экологический оптимум для эври- и стенобиотных видов может не совпадать со средним значением фактора и смещаться к максимуму или минимуму. С учетом толе­рантности (лат. — терпение) виды растений, сорта и гиб­риды делят на свето- и теневыносливые, тепло- и холодо-любивые и т.д.

Условия существования организмов обусловлены комплексом жизненно необходимых факторов среды.

Для с.-х. растений важнейшее значение имеет темпе­ратурный режим нижней части приземного слоя атмосферы,

примерно до высоты 2 м, где находится большинство куль­турных растений. Дело в том, что посев сельскохозяйствен­ных растений представляет собой сложную оптическую систему, перераспределяющую поток солнечной радиации к поверхности почвы и тем самым понижает температуру ее поверхностного слоя в летний период, способствует накоп­лению снега, сохраняя тепло в зимний период.

Любое мульчирующее покрытие заметно снижает испарение и, следовательно, расход тепла, сглаживает су­точные колебания температуры почвы. Заметим, что на температуру почвы оказывает влияние и ее грануло­метрический состав. Так, весной глинистые тяжелые поч­вы, обладая большим запасом влаги и расходуя по­лучаемое тепло на испарение, нагреваются медленнее, чем легкие. Осенью легкие почвы холоднее тяжелых.

Обработка почвы и, в частности, рыхление по­верхностного слоя, способствует более быстрому обмену тепла в почве. Шероховатая поверхность обработанной почвы днем интенсивнее поглощает солнечную энергию, а ночью излучает ее сильнее по сравнению с ровной поверх­ностью. Рыхление почвы, увеличивая ее теплопроводность и уменьшая лучеиспускательную способность, снижает температуру почвы днем и сохраняет тепло ночью.

Повышенная плотность почвы способствует более быстрому прогреванию верхних слоев, но такая почва быстрее остывает в ночные часы, т.е. амплитуда солнеч­ного колебания температур в ней шире, чем в рыхлой.

Гребни увеличивают площадь деятельного слоя на 20-25%, повышают поглощение солнечной радиации, сни­жают влажность почвы.

Важным условием ландшафтизации технологий воз­делывания сельскохозяйственных культур является тща­тельный учет их отношения к температуре почвы, необ­ходимой для всходов, роста и развития.

Особое внимание следует уделять теплолюбивым с.-х. культурам. Над растительным покровом амплитуда суточного хода температуры воздуха меньше, чем над су­хой и оголенной почвой и, конечно, над водоемами. Заме­тим, что различия в температурных режимах над оголен­ным участком и в посеве тем больше, чем плотнее и выше посев, чем более высокое проективное покрытие образует верхний ярус листьев. При 50% затененности почвы тем­пература посева мало отличается от поля без растительно­сти. На температурный режим посева, несомненно, влияет его структура, облиственность растений, их площадь, про­странственная ориентация и др. (таблица 40).

 

 

 

 

40. Минимальная и оптимальная температура почвы для всходов и развития с.-х. культур
Культура	Макси­мальная темпера­тура для начала про­растания	Оптимальная темпера­тура, °С		Кратковре­менные ве­сенние замо­розки, кото-рыевыдер-живают растения, -°С
		для прорас­тания и дружных всходов	для разви­тия и обра­зования ге­неративных органов
1	2	3	4	5
Пшеница: озимая	1-2	12-15	15-20	8-12
яровая	1-2	10-14	14-20	8-9
Рожь озимая	1-2	14-18	16-20	9-12
Ячмень: озимый	1-2	12-16	16-22	6-10
яровой	1-2	20-22	18-24	7-8
Овес	2-3	15-18	14-20	8-9
Кукуруза	8-10	12-14	20-26	1-2
Просо	6-8	15-20	18-25	1-2

Окончание табл. 40

 

1	2	3	4	5
1 'речиха	5-6	15-18	19-26	1,5-2
Сахарная свекла	2-5	15-17	20-22	2-3
Подсолнеч­ник	3-5	20-25	20-26	4-6
Лен	3-5	10-14	15-18	3,5-4
Горох, чина чечевица	4-5	6-12	16-22	не выдерж.
Картофель	7-8	18-20	16-18	0-1
Нут	5-6	9-12	18-22	не выдерж.
Соя	9-11	15-17	18-23	не выдерж.
Фасоль	10-12	16-18	19-27	не выдерж.

Известно, что в летний период лесные полосы по­нижают температуру почвы не только в самой полосе, но и в межполосном пространстве, что способствует по­вышению относительной влажности воздуха и большей устойчивости посевов к действию засухи. В этой связи, по нашему мнению, весьма перспективно создание из высо­костебельных растений (кукурузы, сорго, подсолнечника, особенно из высокорослых сортов и гибридов) одностроч­ных буферных кулис на посевах ярового ячменя, озимой пшеницы, проса, гречихи и т.д.

Влияние рельефа проявляется в неравномерном по­ступлении солнечной радиации на плакорные участки и склоны разной крутизны и экспозиции.

Самые теплые — южные склоны, затем западные, восточные и наиболее холодные северные. Чем круче склон, тем больше разница в температуре почв на склонах разной экспозиции. К тому же, почвы разного рельефа имеют различную влажность и неодинаковый снежный по­кров.

Следовательно, рельеф является своеобразным пе­рераспределителем солнечной радиации и осадков в за­висимости от экспозиции и крутизны склонов, влияя на водный, тепловой, пищевой, окислительно-восстанови­тельный и солевой режимы.

Обычно различают 3 группы форм рельефа: мак­рорельеф, мезорельеф и микрорельеф.